Computación - IUTAC

Elementos del HARDWARE y SOFTWARE de los Sistemas

Operativos

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Hardware

El significado del término hardware no es fácil de expresar en español con una sola palabra; literalmente se debe entender como “conjunto de útiles duros"; en el contexto que nos ocupa, el hardware de un computador

es el conjunto de dispositivos físicos que lo componen,

mientras que otra palabra inglesa, software, designa los programas que puede ejecutar el computador.

En cierto modo, el hardware es comparable al cerebro o, más generalmente, al cuerpo físico del computador mientras que el software será lo equivalente a las ideas que pueblan el cerebro.

Es conveniente señalar, a pesar de su evidencia, que el hardware y el software son perfectamente inútiles aisladamente: de nada nos sirve un computador si no tenemos ningún programa que ejecutar, y de nada nos sirve tener muchos programas si no disponemos de un computador que los ejecute.

Definición:

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Hardware

Hardware corresponde a todas las partes físicas y tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos; sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente al soporte lógico e intangible que es llamado software. El término proviene del inglés y es definido por la RAE como el

"Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora".

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Hardware

Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas y almacenadas en su memoria, ellas consisten básicamente en operaciones aritmético-lógicas y de entrada/salida. Se reciben las entradas (datos), se las procesa y almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas (resultados del procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivos hardware dedicados a alguna de las funciones antedichas a saber:

Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU Almacenamiento: Memorias

Entrada: Periféricos de Entrada (E)

Salida: Periféricos de salida (S)

Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)

Composición básica de una computadora

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Cada uno de estos procesos los realizan los bloques funcionales: periféricos de entrada, memoria, unidad central de proceso, periféricos de salida. Los bloques se comunican eléctricamente entre sí, a través de caminos formados por un conjunto de cables o líneas conductoras que constituyen un “bus”.

Composición básica de una computadora

ENTRADAPROCESAMIENTO

(CPU)SALIDA

MEMORIA(ALMACENAMIENTO)

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La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento, es la componente fundamental del computador, encargada de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos. En los computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a un CPU que es manufacturado como un único circuito integrado.

La CPU es el “cerebro” de la computadora, el lugar donde se lleva a cabo la ejecución de las instrucciones. En los sistemas de computación más grandes, por ejemplo, las supercomputadoras y los mainframes, las tareas de procesamiento pueden controlarse por múltiples chips de procesamiento.

Los términos CPU, microprocesador y procesador, suelen ser sinónimos.

Unidad Central de Proceso (CPU)

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El microprocesador se monta en la llamada placa madre, sobre el un zócalo conocido como Socket de CPU, que permite además las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador y ajustado a la tarjeta madre se fija un disipador de calor, que por lo general es de aluminio, en algunos casos de cobre; éste es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: En algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 vatios).

Placa Madre Socket Disipador de calor

Unidad Central de Proceso (CPU)

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También son "dinámicas" (DRAM), esto es, que tienen a perder sus datos (por descarga, aún bajo alimentación eléctrica), por lo cual necesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle un "refresco" (de energía) para mantenerlos.

La memoria RAM de un computador se provee e instala en los llamados “módulos”. Estos módulos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda la memoria principal.

Memoria RAM

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La memoria ROM (Read Only Memory – Memoria de solo lectura) suele ser algo interno y “oculto” en los ordenadores personales. Es una memoria especial en la que se escribe una sola vez la informacion y no se puede borrar ni modificar (al menos no de manera rapida y facil). Es una memoria no-volatil que contiene la informacion de arranque y otra informacion critica. Las PC no son los unicos dispositivos con memoria ROM. Cualquier dispositivo preprogramado como los celulares, microondas, reproductores de CD, etc.- utilizan este tipo de memoria.

Memoria ROM

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Se entiende por periférico a las unidades o dispositivos que permiten a la computadora comunicarse con el exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos. Los periféricos son los que permiten realizar las operaciones conocidas como de entrada/salida (E/S).

Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son fundamentales para el funcionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo, el teclado, el disco duro y el monitor son elementos actualmente imprescindibles; pero no lo son un scanner o un plotter. Para ilustrar este punto: en los años 80, muchas de las primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni mouse (o ratón), tenían sólo una o dos disqueteras, el teclado y el monitor como únicos periféricos.

Perifèricos

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Periféricos de entrada (E)

De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de información, en general desde alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador) información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones o programas informáticos, los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.

Entre los periféricos de entrada se puede mencionar: teclado, mouse o ratón, escáner, micrófono, cámara web , lectores ópticos de código de barras, Joystick, lectora de CD o DVD (sólo lectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.

Perifèricos

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Periféricos de salida (S)

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU (procesamiento).

Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.

Los dispositivos más comunes de este grupo son los monitores clásicos (no de pantalla táctil), las impresoras, y los altavoces.

Entre los periféricos de salida puede considerarse como imprescindible para el funcionamiento del sistema al monitor. Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno.

Perifèricos

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Periféricos mixtos (E/S)

Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de salida.Típicamente, se puede mencionar como periféricos mixtos o de Entrada/Salida a: discos rígidos, disquetes, unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, discos ZIP, etc. También entran en este rango, con sutil diferencia, otras unidades, tales como: Memoria flash, tarjetas de red, módems, placas de captura/salida de vídeo, etc.Si bien, puede ponerse al pendrive o Memoria flash o Memoria USB en la categoría de memorias, normalmente se las utiliza como dispositivos de almacenamiento masivo; y ellos son todos de categoría Entrada/Salida.

Perifèricos

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El hardware gráfico lo constituyen básicamente las tarjetas de video que actualmente poseen su propia memoria y Unidad de Procesamiento, llamada unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit).

El objetivo básico de la GPU es realizar exclusivamente procesamiento gráfico, liberando al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que pueda así efectuar otras funciones más eficientemente. Antes de las tarjetas de video con aceleradores, era el procesador principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de video (sea tarjeta o de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; y buena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento vertiginoso; las actuales animaciones por computadoras y videojuegos eran impensables veinte años atrás.

Hardware Gràfico

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Los dispositivos de almacenamiento (como se menciono anteriormente) son dispositivos tanto de entrada como de salida. Permiten que el ordenador guarde información de forma permanente (hasta que el usuario decida borrarla) para que pueda ser utilizada posteriormente por el computador. Hoy en dia, los soportes utilizados para almacenar la información en un equipo doméstico son de dos tipos: magnético y óptico.

Dispositivos de Almacenamiento

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Los soportes magnéticos mas empleados hoy en día son los disquetes (o discos flexibles) y los discos duros. Se caracterizan porque se puede acceder casi instantaneamente a cualqueir parte del disco (de la misma forma que podemos seleccionar cualqueir canción en un CD sin tener que escuchar previamente las canciones anteriores).

Los disquetes son el medio mas utilizado para transferir datos de un computador a otro, aunque por su capacidad (1,44 Mb) estan dejando de ser útiles y se reemplazan por intercambio de ficheros a través de redes (internet).

El disco duro (HD – HARD DISC) es el dispositivo de almacenamiento por excelencia. En él se instala el sistema operativo y los programas de aplicación que se van a utilizar, así como los documentos que vayamos creando con esas aplicaciones. Es importante recordar que el disco solo se utiliza como almacenamiento. Cuando los pregramas se ejecutan, deben transferirse previamente a la memoria, que es de donde el procesador es capaz de ejecutar las instrucciones.

Dispositivos de Almacenamiento

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Memoria Flash

Se trata de una memoria no volátil, o sea que su contenido no se pierde al no estar conectada a la corriente eléctrica. Esta condición, por supuesto, es básica en los equipos electrónicos e informáticos modernos. De esta manera, se ha transformado en una excelente opción para la telefonía celular, en dispositivos mini-portátiles, cámaras fotográficas digitales y otros elementos.

En cuanto a las capacidades de almacenamiento que pueden proveer, se ha avanzado en gran manera en este aspecto en los últimos años. Cuando en principio se limitaban a un máximo de 128 megas, en la actualidad existen tarjetas que pueden llegar a los 32 gigabytes.

Dispositivos de Almacenamiento

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Una GPU implementa ciertas operaciones gráficas llamadas primitivas optimizadas para el procesamiento gráfico. Una de las primitivas más comunes para el procesamiento gráfico en 3D es el antialiasing, que suaviza los bordes de las figuras para darles un aspecto más realista. Adicionalmente existen primitivas para dibujar rectángulos, triángulos, círculos y arcos. Las GPU actualmente disponen de gran cantidad de primitivas, buscando mayor realismo en los efectos.

GPU de Nvidia GeForce

Hardware Gràfico

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DEFINICIóN:

Se conoce como software1 al equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático, que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos que son llamados hardware.Los componentes lógicos incluyen, entre muchos otros, las aplicaciones informáticas; tales como el procesador de texto, que permite al usuario realizar todas las tareas concernientes a la edición de textos; el llamado software de sistema, tal como elsistema operativo, que básicamente permite al resto de los programas funcionar adecuadamente, facilitando también la interacción entre los componentes físicos y el resto de las aplicaciones, y proporcionando una interfaz con el usuario.El anglicismo "software" es el más ampliamente difundido al referirse a este concepto, especialmente en la jerga técnica; en tanto que el término sinónimo «logicial», derivado del término francés logiciel, es utilizado mayormente en países y zonas de influencia francesa.

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Clasificación del software

Si bien esta distinción es, en cierto modo, arbitraria, y a veces confusa, a los fines prácticos se puede clasificar al software en tres grandes tipos:Software de sistema: Su objetivo es desvincular adecuadamente al usuario y al programador de los detalles del sistema informático en particular que se use, aislándolo especialmente del procesamiento referido a las características internas de: memoria, discos, puertos y dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc. El software de sistema le procura al usuario y programador adecuadas interfaces de alto nivel, controladores, herramientas y utilidades de apoyo que permiten el mantenimiento del sistema global. Incluye entre otros:

Sistemas operativosControladores de dispositivosHerramientas de diagnósticoHerramientas de Corrección y OptimizaciónServidoresUtilidades

Software de programación: Es el conjunto de herramientas que permiten al programador desarrollar programas informáticos, usando diferentes alternativas y lenguajes de programación, de una manera práctica. Incluyen básicamente:

Editores de textoCompiladoresIntérpretesEnlazadoresDepuradoresEntornos de Desarrollo Integrados (IDE): Agrupan las anteriores herramientas, usualmente en un entorno visual, de forma tal que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etc. Habitualmente cuentan con una avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).

Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios. Incluye entre muchos otros:

Aplicaciones para Control de sistemas y automatización industrialAplicaciones ofimáticasSoftware educativoSoftware empresarialBases de datosTelecomunicaciones (por ejemplo Internet y toda su estructura lógica)VideojuegosSoftware médicoSoftware de cálculo numérico y simbólico.Software de diseño asistido (CAD)Software de control numérico (CAM)

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IMÁGENES: